图1 不均匀现象
理想情况下，当相机对亮度均匀的物体成像时，图像中所有像素点的灰度值理论上应该是相同的，然而实际上各像素的值往往会有较大差异，会出现成像不均匀的现象。为了改善这一情况，工业相机可以通过“平场校正”的功能来优化这一现象。
图2 成像不均匀原因
成像不均匀一般是由以下几个原因造成:
1、镜头的均匀性差或者与相机的靶面不匹配；
2、光源或者被测物体的均匀性影响；
3、相机芯片的均匀性影响：
①芯片老化、工作时间长、温度高等因素导致的噪点影响；
②芯片前端的滤光镜或保护玻璃存在脏污 (该现象一般影响成像明显，难以完全校正)。
所谓的平场校正作用就是校正成像以上这些不一致性。
图3平场校正效果
图4平场校正示例
平场校正通过改变相机像元对光线的响应曲线来改变成像亮度。如果假设光源亮度和成像灰度成线性增长关系，平场校正通过改变每个像元的亮度响应直线的斜率(信号增益Gain)和偏移(信号偏移量Offset)，使所有像素点的响应直线达到一致。
常用的平场校正方法有“两点校正法”，利用暗场校正FPN和明场校正PRNU进行校正：
1、相机对暗场进行一次曝光，得到每个像元的偏移；
2、相机对均匀光源进行一次成像，得到均匀场的图像，使图像中所有的点达到较饱和的灰度值；
3、用均匀光场图像减去暗场图像，用相对标定的方法对图像增益进行校正。
该方法的缺陷在于只能应用于线性响应直线时，对非线性响应曲线的效果较差，具有一定局限性。
1、该校正需要得到相机在无光环境下获取不同曝光时间的成像，得到各个像素灰度值大小；
2、理想情况下，相机在暗室的无光环境下得到的像素灰度值都为0，而噪点的灰度值则不为0，在暗场校正下会进行校正；
3、暗场校正会对像素灰度值进行偏移，使各像素保持一致的灰度值；
4、在进行校正时可以设置曝光时间的上下限，以实际使用时的曝光区间作为标准进行校正，可以得到更准确的偏移值。
偏移指暗场校正时对灰度的加减量。这个偏移量的大小通常是根据暗场图像的均值计算得到的，对像素的偏移量能够补偿噪点带来的灰度值误差，从而减耗噪点的影响。
1、该校正需要相机对均匀光源进行成像，以获取灰度值较高的光场成像，得到各个像元的灰度值；
2、理想情况下，不同像元的灰度值相同，而实际上灰度值从成像中心到成像边缘会逐渐变小，可以得到一个灰度值的序列；
3、对成像进行校正，通过改变灰度曲线的斜率和偏移来保证成像的灰度均匀性，对灰度值较低的像素进行增益补偿。
该类校正的效果受环境影响较大，由于相机像元的响应曲线与环境光有关，一旦工作环境发生改变有可能需要重新进行校正。
多点校正法会将响应区间分成多段，通过细化的方式把非线性曲线近似为线性曲线进行校正，在每个段内将非线性响应当作线性响应处理，但区间越多，计算的数据量越大，所使用的时间和成本会高于两点校正法。
图5校正前后mura效果
虽然平场校正可以改善均匀性问题，但是这种方式会影响成像的对比度，相机像元的响应曲线改变相当于成像状态发生改变，对于Mura这类对比度原本就比较差的缺陷来说影响较大，所以需要根据实际需求进行校正。
1、可见光面阵CCD响应非均匀性的检测与校正.长春理工大学.刘研研
2、https://blog.csdn.net/thisiszdy/article/details/109092450
图2 成像不均匀原因
图3平场校正效果
图4平场校正示例
